[发明专利]一种制备铜铟铝碲薄膜的方法

说明书

一种制备铜铟铝碲薄膜材料的制备方法，属于光电薄膜制备技术领域，本发明通过如下步骤得到，首先清洗玻璃基片，然后将TeO₂、Cu(NO₃)₂、In(NO₃)₃和Al(NO₃)₃先后放入溶剂中，配制澄清透明溶液，用旋涂法在玻璃片上得到前驱体薄膜，自然晾干，放入有水合联氨的可密闭容器，使前驱体薄膜样品不与联氨接触，将装有前驱体薄膜样品的密闭容器进行加热后取出样品进行干燥，可通过增加反应次数和热处理工艺改善薄膜质量，得到铜铟铝碲光电薄膜。本发明不需要高温高真空条件，对仪器设备要求低，生产成本低，生产效率高，易于操作。所得铜铟铝碲光电薄膜有较好的连续性和均匀性，这种新工艺为制备高性能的铜铟铝碲光电薄膜提供了一种成本低、可实现工业化的生产方法。

技术领域

本发明属于太阳能电池用光电薄膜制备技术领域，尤其涉及一种制备铜铟铝碲薄膜的方法。

背景技术

众所周知，经济的高速发展必然带来能源消耗量的激增。随着近年来我国社会和经济高速发展，能源紧缺及消费能源带来的污染已成为国内社会发展中的突出问题，因此开发利用清洁能源对保护环境、经济可持续发展和构筑和谐社会都有重要的意义。为了更充分的利用太阳能这种清洁、安全和环保的可再生资源，近年来光电材料的研究和应用日益受到重视。

铜铟铝碲薄膜太阳电池目前可以认为是最有发展前景的薄膜电池，这是因为其吸收层材料CuIn_1-xAl_xTe₂具有较高的光电转化率等一系列优点。特别是以铜铟铝碲光电薄膜的制备研究已经取得了较大的进展。

目前铜铟铝碲薄膜的制备方法主要有溶剂热法、喷射热解法、离子烧结法、化学沉积法、反应溅射法、真空蒸发法等。由于原料成本低，因此是一种非常有发展前途的光电薄膜材料，但现有工艺路线复杂、制备成本高，因而需要探索低成本的制备工艺。

如前面所述方法一样，其它方法也有不同的缺陷。与本发明相关的还有如下文献：

[1] Fahim Ahmed, Naohito Tsujii, Takao Mori. Microstructure analysis andthermoelectric properties of iron doped CuGaTe₂. Journal of Materiomics,2018.

主要研究了Fe掺杂对黄铜矿型CuGaTe₂结构和热输运性质的影响，采用放电等离子烧结法制备多晶样品CuGa_1-xFe_xTe₂（x为0～0.05）。

[1] Zhang Jian, Qin, Xiaoying; Li, Di; et al. Enhanced thermoelectricperformance of CuGaTe₂ by Gd-doping and Te incorporation. Intermetallics,2015.

采用熔融法制备了掺杂CuGaTe₂，在300～800K的温度范围内研究了它们的热电性能。结果表明，Gd掺杂和Te掺入的协同效应显著提高了CuGaTe₂的热电性能。

[2] Fujii, Yosuke; Kosuga, Atsuko. High-Temperature Formation Phasesand Crystal Structure of Hot-Pressed Thermoelectric CuGaTe₂ with Chalcopyrite-Type Structure. Journal of Electronic Materials, 2017.